载货汽车前后悬架的设计Word格式.docx
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ABSTRACT
NowadaysMotorsuspensionisanimportantoneassembly,whichtheframeand
theflexibilitytoconnecttheaxle.Itsmainroleistopassbetweenthewheelsandthe
bodyalltheforceandmoment.Theunevenroadtoeasetheimpactofbodyloadand
theattenuationiscausedbyvibration,toensurepassengercomfort,cargoandvehicles
toreducetheirload.
Thisarticleisaboutvehiclesfrontandrearsuspensiondesign,flexiblespring
steelcomponentsfor.Focusfromthemainparametersoffrontandrearsuspension
thedeterminationandthecalculationofelasticelement.Firstofall,Ihavetheformof
theadvantagesanddisadvantagesofdifferentsuspensionwerecompared,andthenset
thefrontandrearofvehiclestheformofsuspensionfornon-independentsuspension
leafsprings.Andthenfocusonthedesignofsuspensioncomponents.Thefirstoneis
determinationofthemainparameters.Thesecondoneisthedesignandcalculationof
theelasticelementandthecalculationofthefinalselectionofshockabsorber.
Keywords：
suspension;
elasticelement;
leafsprings
7
目
录
第1章绪论..............................................................................................1........
1.1概述 1
1.2设计（研究）现状和发展趋势 2
1.2.1汽车悬架现状 2
1.2.2汽车悬架的发展趋势 7
第2章悬架结构形式分析 10
2.1非独立悬架和独立悬架 10
2.2前后悬架悬架方案的选择 11
2.3辅助元件 12
第3章某型汽车前悬架主要参数的选择 13
3.1前后悬架静挠度和动挠度的选择 13
3.1.1选择要求及方法 13
3.1.2悬架静挠度 13
3.1.3悬架动挠度 14
3.2悬架的弹性特性 14
3.3悬架侧倾角刚度及前后轴的分配 15
第4章弹性元件的计算 16
4.1钢板弹簧的布置方案的选择 16
4.2钢板弹簧主要参数的确定 16
4.2.1满载弧高 16
4.2.2钢板弹簧长度的确定 17
4.2.3钢板断面尺寸及片数的确定 17
4.3钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 20
4.4钢板弹簧的刚度验算 22
4.5弹簧的最大应力点及最大应力 23
4.6弹簧卷耳和弹簧销的强度核算 24
第5章减振器的设计计算 26
5.1减振器的分类 26
5.2主要性能参数的选择 26
5.2.1相对阻尼系数 26
5.2.2减振器阻尼系数的确定 27
5.2.3最大卸荷力的确定 28
5.3筒式减振器主要尺寸参数的确定 28
总结 29
参考文献 30
致谢 31
第1章
绪论
1．1概述
汽车悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作
用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车
身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。
典型的悬架结
构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定
杆等。
弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，汽车
悬架性能是影响汽车行驶平顺性、操纵稳定性和行驶速度的重要因素。
因此，研
究汽车振动，设计新型悬架系统，将振动控制到最低水平是提高现代汽车质量的
重要措施。
悬架与汽车的多种使用性能有关，在悬架设计中应满足这些性能的要求，其
要点如下：
1）保证汽车有良好的行驶平顺性。
为此，汽车应有较低的振动频率，乘员
在车中承受的振动加速度应不超过国际标准
2631-78
规定的人体承受振动界限
值。
振动加速度的界限值是振动频率和人承受振动作用时间的函数。
承受振动作
用的时间长，容许的加速度值就小。
而频率的影响表现在某一频段（对于垂直振
动，此频率为4—8Hz）容许振动加速度为最小；
而在其余频段内，振动加速度与
频率成线性关系。
在设计中要考虑这一特点。
2）具有合适的衰减振动的能力。
它应与悬架的弹性特性很好匹配，保证车
身和车轮在共振区的振幅小，振动衰减快。
3）保证汽车有良好的操纵稳定性。
要正确地选择悬架方案和参数，导向机
构在车轮跳动时，应不使主销定位参数变化过大，车轮运动与导向机构运动应协
调，不出现摆振现象。
转向时整车应有一些不足转向特性。
4）汽车制动或加速时，要保证车身稳定，减少车身纵倾（即所谓“点头”
或“后仰”
）的可能性，转弯时车身侧倾角要合适。
5）有良好的隔振能力。
6）机构紧凑、占用空间尺寸要小。
9
7）可靠的传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的
同时，还要保证有足够的强度和寿命。
衡量悬架性能好坏的主要指标是汽车行驶的平顺性和操纵稳定性，但这两个
方面是相互排斥的性能要求，往往不能同时满足。
怎样在二者之间取得合理的平
衡以达到最好的效果，一直是工程师们的研究课题。
平顺性一般通过车体或车身某个部位（如车底板、驾驶员座椅处）的加速度响
应来评价，操纵稳定性则可以通过车轮的动载来度量。
例如，若降低弹簧的刚度，
则车体加速度减少使平顺性变好，但同时会导致车体位移的增加。
由此产生车体
重心的变动将引起轮胎负荷变化的增加，对操纵稳定性产生不良影响；
另一方面，
增加弹簧刚度会提高操纵稳定性，但硬的弹簧将导致汽车对路面不平度很敏感，
使平顺性降低。
所以，理想的悬架应该在不同的使用条件下具有不同的弹簧刚度
和减振器阻尼，既能满足平顺性要求又能满足操纵稳定性要求。
1．2设计（研究）现状和发展趋势：
1.2.1
汽车悬架现状
（一）汽车悬架一般可分为两大类：
非独立悬架和独立悬架。
1.非独立悬架
结构特点：
两侧车轮安装在一根车轴的两端，车轴通过弹性元件与车架或车
身相连，当一侧车轮因道路不平而跳动时，将影响另一侧车轮的工作。
适用于：
负荷大的客车和货车
种类：
（1）钢板弹簧非独立悬架
（2）螺旋弹簧非独立悬架
优点
：
结构简单、制造容易、维修方便、工作可靠。
.
缺点
汽车平顺性较差、高速行驶时操稳性差、轿车不利于发动机、行李
舱的布置。
应用
货车、大客车的前、后悬架以及某些轿车的后悬架。
2.非独立悬架型式
1.钢板弹簧式非独立悬架
板簧式非独立悬架主要由钢板弹簧和减振器组成。
如图1-1：
图1-1钢板弹簧式非独立悬架示意图
2.螺旋弹簧式非独立悬架
螺旋弹簧非独立悬架由螺旋弹簧、减振器、纵向推力杆和横向推力杆组成。
常用于轿车的后悬架。
如图1-2：
图1-2螺旋弹簧式非独立悬架
3.空气弹簧式非独立悬架
空气弹簧非独立悬架主要由囊式空气弹簧、压气机、车身高度调节控制阀、
控制杆等组成。
采用空气弹簧悬架容易实现车身高度的自动调节。
如图1-3：
图1-3空气弹簧非独立悬架示意
4.空气弹簧式非独立悬架
油气弹簧非独立悬架主要由油气弹簧（兼起减振器作用）、横向推力杆、纵
向推力杆等组成，推力杆起导向和传力的作用。
如图1-4：
图1-4矿用自卸汽车油气弹簧适宜图
（三）.独立悬架型式
独立悬架
结构复杂，造价贵，乘坐舒适性和操作
稳定性好，具有降低汽车重心，减小汽车
造型受约束的效果
轿车
（1）.双叉式悬架
（2）.撑杆式悬架
a）全拖动臂式悬架
b）半拖动臂式悬架
优点：
簧下质量小。
悬架占用的空间小。
可以用刚度小的弹簧、改善了汽车
行驶平顺性。
由于有可能降低发动机的位置高度、使整车的质心高度下
降、又
改善了汽车的行驶稳定性。
左、右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的倾
斜和振动，同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能。
结构复杂。
成本较高。
维修困难。
轿车和部分轻型货车、客车及越野车。
1.横臂式独立悬架
其特点是当悬架变形时，车轮平面将产生倾斜而改变两侧车轮与路面接触点
间的距离——轮距，致使轮胎相对于地面侧向滑移，破坏轮胎和地面的附着。
此
外，这种悬架用于转向轮时，会使主销内倾角和车轮外倾角发生较大的变化，对
于转向操纵有一定影响，故目前在前悬架中很少采用。
如图1-5：
图1-5戴姆勒-奔驰轿车单横臂后独立悬架示意图
2.纵臂式独立悬架，如图1-6：
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